无人机高功率密度变换器设计

刘小涵，彭 旭，刘希军

（中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618307）

0 引言

随着科技的快速发展，随着平台、算法、交互方式的不断更新和突破，人工智能技术也逐步走向成熟，涉及的领域也逐渐具体化、民用化[1-3]。无人机作为一种高科技产品越来越受到人们的喜爱，目前在航拍、农业、自拍、快递运输、灾难救援等领域起着至关重要的作用，这也大大地拓展了无人机的市场[4-5]。

伴随着无人机应用领域的不断延伸，如何进一步减小无人机的体积和提高充电效率也成了近几年的研究重点，为了使无人机有更好的续航里程，有学者提出了选用储能密度更高的锂电池作为无人机的供电单元，同时锂电池的体积也相对小很多[6-8]。无人机充电的效率主要依靠其中的DC-DC变换器的效率，同时减小变换器的体积对进一步减小无人机的体积也起到确定性作用，因此研究一个高功率密度的无人机充电用变换器显得相当重要[9-10]。

1 无人机变换器的拓扑结构设计

1.1 隔离与非隔离型拓扑选择

根据变换器结构中是否有变压器进行电气隔离，可以将传统的DC-DC变换器分为隔离型变换器和非隔离型变换器两种类型。

在无人机充电系统中，一般采用降压型变换器，降压至15-18V才能给无人机的电池充电，所以要求降压比很大的变换器。非隔离型变换器适用于升降压范围比较小的情况，对于这种降压较高的情况应该选用隔离型变换器。通过对比发现正激式和反激式拓扑电源侧不连续，谐波含量大；……